باسكال بليز باسكال هو رياضي وكاتب وفيلسوف فرنسي،
وُلِد عام 1623م، كان يشكو من بعض الأمراض الصحية وهو في سن الثامنة عشرة من عمره،
وبقي معتلّ الصحة إلى حين وفاته، صُنِّف بليز باسكال على أنه عالم؛ والسبب يعود
لتأسيسه للهيدروليكا التي غيرت تقنيات طبيعية إلى حد كبير، كما عُدّ باسكال
لاهوتياً بسبب الادّعاءات والمزاعم التي آمن بها، وخاصةً فيما يتعلق بالطبائع
الإنسانية والدينية. أما عن ابتكاراته وإنجازاته فقد قدم العديد من الإنجازات
العلمية التي كان لها الأثر الواضح وخاصة في مجال الفيزياء والرياضيات؛ حيث صنع
مبدأً سُمِّي بمبدأ باسكال الذي يعني تعادل السوائل، وأسّس أيضاً نظرية
الاحتمالات، كما صنع أول آلة تجمع الأعداد وكان ذلك في عام 1642م، وعن معتقداته
ومناهجه الدينية فكان يدعو إلى معرفة الله بواسطة القلب وليس بواسطة العقل، ومن
أقواله الدينية: (إن الإيمان المسيحي يرضي جميع حاجات الإنسان ولا يناقض العقل)،
وقد توفي بليز باسكال عام 1662م عن عمر يناهز التاسعة والثلاثين، ونُشِرت بعد
وفاته بثماني سنوات أشهر آثاره الأدبية، وهو كتاب خواطر.
مبدأ باسكال
يُعدّ مبدأ باسكال من أهم الحقائق المتعلقة بضغط المائع، الذي يعني أنّ أي تغير في الضغط في قسم من المائع ينتقل دون حدوث أي نقصان في الأقسام الأخرى منه، فمثلاً لو ارتفع ضغط بئر ماء تابع لإحدى المدن عند محطة الضخ بمقدار 10 وحدات ضغط، فسيزداد الضغط في جميع أنابيب نظام التوصيل بالمقدار نفسه وهو 10 وحدات ضغط، شرط أن يكون الماء ساكناً، وينصّ مبدأ باسكال على أنّه (إذا أثر ضغط خارجي في مائع محصور، فإن الضغط عند أي نقطة داخل المائع سوف يزداد بالمقدار نفسه من الضغط). اكتُشِف مبدأ باسكال من قبل العالم بليز باسكال، فسُمّي المبدأ بهذا الاسم نسبةً له وكان ذلك في القرن السابع عشر، كما سُمِّيت وحدة الضغط المعتمدة في النظام الدولي ( Sl) نسبة لاسمه، حيث إن كل واحد باسكال= واحد نيوتن لكل متر مربّع .
المكبس الهيدروليكي والرافعة الهيدروليكية يُعدّ مبدأ باسكال أساس عمل المكبس الهيدروليكي، وللتوضيح لو تمّ ملء أنبوب بالماء على شكل حرف (U)، وثُبِّت مكبس عند طرفيه الأيمن والأيسر، فإن الضغط المؤثر على المكبس الأيسر سينتقل عبر السائل ليؤثر في الماء الموجود أسفل المكبس في الطرف الأيمن، وفي حال كانت فتحة الأنبوب من الطرف الأيمن أكبر وأوسع واستُخدِم مكبس ذو مساحة أكبر فسيكون التأثير حينها كبيراً، وعلى فرض أنّ مساحة المكبس الأيسر تساوي 100سم²، ومساحة المكبس الأيمن تساوي 5000سم²، هذا يعني أنّ مساحة المكبس الموجود على الطرف الأيمن تساوي خمسين ضعف مساحة المكبس الموجود على الطرف الأيسر، فلو وُضِع جسم وزنه 10كغ على المكبس الأيسر سيؤثر حينها وزن الكتلة عبر السائل على المكبس الأيمن، ولأن مساحة المكبس الموجود على الطرف الأيمن أكبر ويساوي 50 ضعف مساحة المكبس الموجود على الطرف الأيسر، فإنّ المكبس الأيمن باستطاعته تحمل كتلة 500كغ؛ أي ضعف الموجودة على المكبس الأصغر بخمسين مرة، ومن هنا يُستنتَج أنّه يمكن مضاعفة القوى من خلال مبدأ باسكال. وبصورة أخرى تستعمل الرافعة الهيدروليكية قوة صغيرة لتنتج عنها قوة كبيرة، ويكون ذلك بجعل مساحة المكبس الموضوع عند فتحة الخروج أكبر من مساحة المكبس الموضوع عند فتحة الدخول، وذلك على فرض أنّ المكبسين بالارتفاع نفسه، ومن ثم زيادة القوة عى مكبس الإدخال ( Fin ) وبناءاً على مبدأ باسكال (الضغط بالتساوي عبر المائع) فإن:
مبدأ باسكال
يُعدّ مبدأ باسكال من أهم الحقائق المتعلقة بضغط المائع، الذي يعني أنّ أي تغير في الضغط في قسم من المائع ينتقل دون حدوث أي نقصان في الأقسام الأخرى منه، فمثلاً لو ارتفع ضغط بئر ماء تابع لإحدى المدن عند محطة الضخ بمقدار 10 وحدات ضغط، فسيزداد الضغط في جميع أنابيب نظام التوصيل بالمقدار نفسه وهو 10 وحدات ضغط، شرط أن يكون الماء ساكناً، وينصّ مبدأ باسكال على أنّه (إذا أثر ضغط خارجي في مائع محصور، فإن الضغط عند أي نقطة داخل المائع سوف يزداد بالمقدار نفسه من الضغط). اكتُشِف مبدأ باسكال من قبل العالم بليز باسكال، فسُمّي المبدأ بهذا الاسم نسبةً له وكان ذلك في القرن السابع عشر، كما سُمِّيت وحدة الضغط المعتمدة في النظام الدولي ( Sl) نسبة لاسمه، حيث إن كل واحد باسكال= واحد نيوتن لكل متر مربّع .
المكبس الهيدروليكي والرافعة الهيدروليكية يُعدّ مبدأ باسكال أساس عمل المكبس الهيدروليكي، وللتوضيح لو تمّ ملء أنبوب بالماء على شكل حرف (U)، وثُبِّت مكبس عند طرفيه الأيمن والأيسر، فإن الضغط المؤثر على المكبس الأيسر سينتقل عبر السائل ليؤثر في الماء الموجود أسفل المكبس في الطرف الأيمن، وفي حال كانت فتحة الأنبوب من الطرف الأيمن أكبر وأوسع واستُخدِم مكبس ذو مساحة أكبر فسيكون التأثير حينها كبيراً، وعلى فرض أنّ مساحة المكبس الأيسر تساوي 100سم²، ومساحة المكبس الأيمن تساوي 5000سم²، هذا يعني أنّ مساحة المكبس الموجود على الطرف الأيمن تساوي خمسين ضعف مساحة المكبس الموجود على الطرف الأيسر، فلو وُضِع جسم وزنه 10كغ على المكبس الأيسر سيؤثر حينها وزن الكتلة عبر السائل على المكبس الأيمن، ولأن مساحة المكبس الموجود على الطرف الأيمن أكبر ويساوي 50 ضعف مساحة المكبس الموجود على الطرف الأيسر، فإنّ المكبس الأيمن باستطاعته تحمل كتلة 500كغ؛ أي ضعف الموجودة على المكبس الأصغر بخمسين مرة، ومن هنا يُستنتَج أنّه يمكن مضاعفة القوى من خلال مبدأ باسكال. وبصورة أخرى تستعمل الرافعة الهيدروليكية قوة صغيرة لتنتج عنها قوة كبيرة، ويكون ذلك بجعل مساحة المكبس الموضوع عند فتحة الخروج أكبر من مساحة المكبس الموضوع عند فتحة الدخول، وذلك على فرض أنّ المكبسين بالارتفاع نفسه، ومن ثم زيادة القوة عى مكبس الإدخال ( Fin ) وبناءاً على مبدأ باسكال (الضغط بالتساوي عبر المائع) فإن:
Pout =Pin
وبما أن الضغط =القوة/المساحة.فإن
Fout/Aout=Fin/Ain Fout/Fin=Aout/Ain
علماً بأن: Fin: القوة على مكبس الإدخال
Fout القوة على مكبس الخروج
Ainمساحة مكبس الإدخال
Aout مساحة مكبس الخروج
حيث تُسمّى الكمية Fout/Fin بالفائدة الآلية للرافعة الهيدروليكية.
فعلى سبيل المثال لو كانت مساحة مكبس الخروج ضعف مساحة مكبس الدخول بـ 20 مرة، معنى هذا أن القوة ستُضرب في معامل 20؛ أي أنّ القوة 200كغ قادرة على رفع جسم وزنه 4000كغ.
وبما أن الضغط =القوة/المساحة.فإن
Fout/Aout=Fin/Ain Fout/Fin=Aout/Ain
علماً بأن: Fin: القوة على مكبس الإدخال
Fout القوة على مكبس الخروج
Ainمساحة مكبس الإدخال
Aout مساحة مكبس الخروج
حيث تُسمّى الكمية Fout/Fin بالفائدة الآلية للرافعة الهيدروليكية.
فعلى سبيل المثال لو كانت مساحة مكبس الخروج ضعف مساحة مكبس الدخول بـ 20 مرة، معنى هذا أن القوة ستُضرب في معامل 20؛ أي أنّ القوة 200كغ قادرة على رفع جسم وزنه 4000كغ.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق